一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺，属于小微型电子元器件的钎焊领域，其激光钎焊夹具包括定位机构和焊接夹具；所述定位机构包括安装底座、倾斜垫块、中间连接板和定位板；倾斜垫块固定在安装底座上；所述焊接夹具包括焊接座、卡线架、上下板、电连接器压板和线缆压板；克服现有焊接技术在小微型电子元件应用上的不足，合理利用激光钎焊技术，保证了焊点具有结构完整、坚固耐用、传导性较好等优点，促进焊点的组织细化，大大增强了小微型电子产品焊点的力学性能从而提升其疲劳寿命。

A laser brazing fixture for electrical connector and its brazing process

【技术实现步骤摘要】
一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺
本专利技术涉及一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺，属于小微型电子元器件的钎焊领域。
技术介绍
现代制造业中，焊接被广泛应用于电子连接器的元器件管脚（Pin）与芯线之间的连接；而目前电子产品的生产制造技术正朝着小、微型化的方向发展，因此对产品的同轴线径、插针（pitch）间距要求随之变小，例如40AWG（Americanwiregauge美国线规）的线径仅0.08mm，PCB上的焊盘宽度是0.2mm，且焊盘间只留有0.4mm的间距；目前采用传统的连接技术，如锡焊接、热风焊接、热压熔锡焊接（Hotbar）等工艺，通常都会损伤元器件的线材，且容易导致短路；另外，某些细小的同轴线缆包裹着屏蔽层，这也使得应用传统的焊接方法会更加困难。为适应当前电子产品小微型的趋势，国内外研究者致力于对于焊盘间距小于0.4mm的电子封装产品进行焊接，但仍然存在困难。现有的诸多常用的连接技术（压焊、熔焊、钎焊等）工艺，通常会造成较高的废品率，无法适用于现有的小微型电子产品的焊接；为了解决这一问题，本方案在电子连接器的焊接领域引入激光焊接（Lasersolder）的工艺，使焊接能够获得的焊点具有结构完整、坚固耐用、传导性较好等优点；此外，利用激光焊接过程中的热源通过激光束给工件局部集中加热，且熔融后可以迅速冷却的优点，使其能够满足细小芯线的焊点的连接要求，促进焊点的组织细化，大大增强了小微型电子产品焊点的力学性能从而提升其疲劳寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决上述问题，设计了本专利技术的技术方案，克服现有焊接技术在小微型电子元件应用上的不足，合理利用激光钎焊技术，保证了焊点具有结构完整、坚固耐用、传导性较好等优点，促进焊点的组织细化，大大增强了小微型电子产品焊点的力学性能从而提升其疲劳寿命。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术公开了电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺，其激光钎焊夹具包括定位机构和焊接夹具；所述定位机构包括安装底座、倾斜垫块、中间连接板和定位板；倾斜垫块固定在安装底座上；中间连接板横向倾斜布置，中间连接板的斜下侧与安装底座可转动地连接、斜上侧通过倾斜调节螺杆连接到倾斜垫块上，倾斜调节螺杆用于调节中间连接板的倾斜度；定位板的一侧与中间连接板的一侧可转动地连接，定位板的另一侧与中间连接板的另一侧通过水平调节螺杆连接，该水平调节螺杆用于调节定位板与中间连接板的相对倾斜度；在定位板上设置有多个用于焊接夹具固定的夹具工位。所述焊接夹具包括焊接座、卡线架、上下板、电连接器压板和线缆压板；在焊接座上设置有芯线槽和线缆压板，线缆压板可转动地连接到焊接座上且可转动至芯线槽上方以压紧连接线缆，上下板远离芯线槽的一侧与焊接座铰接，另一侧与芯线槽相对，在上下板背侧的焊接座上设置有上下螺钉；在上下板与芯线槽之间的焊接座上设置有若干卡线架，卡线架呈U字型并用于固定线缆的不同芯线；上下板上设置有槽型的电连接器工位，在该电连接器工位的侧面设置有电连接器压板；其钎焊工艺包括如下步骤：s1：在电连接器的引脚和待焊接芯线的金属端镀锡并填充助焊剂；s2：将电连接器和芯线固定到焊接夹具上，并使电连接器引脚与芯线的金属端一一相对；s3：将焊接夹具固定到定位机构，调节焊接夹具和定位机构使激光光束聚焦至电连接器的引脚与芯线的金属端接触处，完成焊接。优选的，所述在定位机构上的夹具工位呈槽状，在夹具工位的槽壁上对应设置有抵紧机构，该抵紧机构包括抵紧轴和抵紧弹簧，在抵紧弹簧套于抵紧轴外，抵紧轴设置在定位板内且其一端伸入夹具工位内以固定焊接夹具。优选的，卡线架分布呈两排，卡线架的开口处向内凸起用于固定芯线，同一排的相邻卡线架之间的间隙用于芯线的限位。优选的，在电连接器工位处设置有推动软带，该推动软带伸出电连接器工位外以用于拉出电连接器工位中的电连接器。优选的，电连接器为USB连接器，激光光束的光源为JHM-1GX-400E型激光器；激光器的输入电流为130-150A，激光器的脉宽范围为：1.4-2.0ms。优选的，激光的离焦量为27.5um，激光器的输入电流为140A，激光器的脉宽范围为：1.7ms。优选的，所述焊接座呈T字形，所述夹具工位呈T型槽状以实现焊接座的嵌入固定，在夹具工位的底部设置有圆孔，该圆孔用于容纳上下螺钉。本专利技术的有益效果为：1、本技术方案中，焊接夹具和定位机构能够有效固定连接器与芯线，让连接器金属引脚和芯线前端良好接触以便于焊接；2、此外，焊接夹具和定位机构均采用刚性的材料制作而成，具有一定的稳固性，能保证焊接时芯线不会松动、错位，并且焊接模具可替换，从而方便于4芯线或者更多芯线的激光焊接；而且焊接夹具上的电连接器和芯线的安装和拆卸简单易行，以能够有效的提高效率；3、克服现有焊接技术在小微型电子元件应用上的不足，合理利用激光钎焊技术，保证了焊点具有结构完整、坚固耐用、传导性较好等优点，促进焊点的组织细化，大大增强了小微型电子产品焊点的力学性能从而提升其疲劳寿命。附图说明图1为焊接夹具剖面图；图2为焊接夹具俯视图；图3为单个的卡线架结构图图4为激光定位机构剖面图；图5为激光定位机构立体图。附图标记：1-安装底座，2-倾斜垫块，3-中间连接板，4-定位板，5-夹具工位，6-倾斜调节螺杆，7-水平调节螺杆，8-抵紧机构，9-抵紧弹簧，10-焊接座，11-芯线槽，12-线缆压板，13-卡线架，14-电连接器工位，15-上下板，16-电连接器压板，17-推动软带，18-上下螺钉。具体实施方式实施例1如图1所示，本专利技术的电连接器的激光钎焊夹具包括定位机构和焊接夹具。定位机构包括安装底座1、倾斜垫块2、中间连接板3和定位板4；倾斜垫块2竖向固定在安装底座1上，该倾斜垫块2的底部与安装底座1固定连接、顶部倾斜且具有条形的通孔；中间连接板3横向并倾斜布置的在安装底座1的上方，中间连接板3的斜下侧与安装底座1通过销轴可转动地连接，中间连接板3的斜上侧设置有倾斜调节螺杆6，倾斜调节螺杆6穿过中间连接板3并连接到倾斜垫块2的条形的通孔处，当旋转倾斜调节螺杆6时，可以调节中间连接板3的倾斜角度，一般倾斜角度为45°-60°；定位板4设置在中间连接板3的上方，定位板4的左侧通过销轴与中间连接板3的左侧可转动地连接，定位板4的右侧与中间连接板3的右侧通过水平调节螺杆7连接，该水平调节螺杆7用于调节定位板4左侧靠近或远离与中间连接板3，从而控制两者之间的相对倾斜度；在定位板4上设置有5-8个用于焊接夹具固定的夹具工位5。该夹具工位5呈倒T字形的槽状，在夹具工位5的底部设置有圆孔，在每个夹具工位5的斜下侧的槽壁上对应设置有一个抵紧机构8；包括抵紧轴和抵紧弹簧9，在抵紧弹簧9套于抵紧轴外，抵紧轴设置在定位板4内且其一端伸入夹具工位5内以固定焊接夹具；抵紧弹簧9的两端分别抵于抵紧轴和定位板4上。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺，其特征在于,/n激光钎焊夹具包括定位机构和焊接夹具；/n所述定位机构包括安装底座、倾斜垫块、中间连接板和定位板；倾斜垫块固定在安装底座上；中间连接板横向倾斜布置，中间连接板的斜下侧与安装底座可转动地连接、斜上侧通过倾斜调节螺杆连接到倾斜垫块上，倾斜调节螺杆用于调节中间连接板的倾斜度；定位板的一侧与中间连接板的一侧可转动地连接，定位板的另一侧与中间连接板的另一侧通过水平调节螺杆连接，该水平调节螺杆用于调节定位板与中间连接板的相对倾斜度；在定位板上设置有多个用于焊接夹具固定的夹具工位，/n所述焊接夹具包括焊接座、卡线架、上下板、电连接器压板和线缆压板；在焊接座上设置有芯线槽和线缆压板，线缆压板可转动地连接到焊接座上且可转动至芯线槽上方以压紧连接线缆，上下板远离芯线槽的一侧与焊接座铰接，另一侧与芯线槽相对，在上下板背侧的焊接座上设置有上下螺钉；在上下板与芯线槽之间的焊接座上设置有若干卡线架，卡线架呈U字型并用于固定线缆的不同芯线；上下板上设置有槽型的电连接器工位，在该电连接器工位的侧面设置有电连接器压板；/n其钎焊工艺包括如下步骤：/ns1：在电连接器的引脚和待焊接芯线的金属端镀锡并填充助焊剂；/ns2：将电连接器和芯线固定到焊接夹具上，并使电连接器引脚与芯线的金属端一一相对；/ns3：将焊接夹具固定到定位机构，调节焊接夹具和定位机构使激光光束聚焦至电连接器的引脚与芯线的金属端接触处，完成焊接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电连接器的激光钎焊夹具及其钎焊工艺，其特征在于,
激光钎焊夹具包括定位机构和焊接夹具；
所述定位机构包括安装底座、倾斜垫块、中间连接板和定位板；倾斜垫块固定在安装底座上；中间连接板横向倾斜布置，中间连接板的斜下侧与安装底座可转动地连接、斜上侧通过倾斜调节螺杆连接到倾斜垫块上，倾斜调节螺杆用于调节中间连接板的倾斜度；定位板的一侧与中间连接板的一侧可转动地连接，定位板的另一侧与中间连接板的另一侧通过水平调节螺杆连接，该水平调节螺杆用于调节定位板与中间连接板的相对倾斜度；在定位板上设置有多个用于焊接夹具固定的夹具工位，
所述焊接夹具包括焊接座、卡线架、上下板、电连接器压板和线缆压板；在焊接座上设置有芯线槽和线缆压板，线缆压板可转动地连接到焊接座上且可转动至芯线槽上方以压紧连接线缆，上下板远离芯线槽的一侧与焊接座铰接，另一侧与芯线槽相对，在上下板背侧的焊接座上设置有上下螺钉；在上下板与芯线槽之间的焊接座上设置有若干卡线架，卡线架呈U字型并用于固定线缆的不同芯线；上下板上设置有槽型的电连接器工位，在该电连接器工位的侧面设置有电连接器压板；
其钎焊工艺包括如下步骤：
s1：在电连接器的引脚和待焊接芯线的金属端镀锡并填充助焊剂；
s2：将电连接器和芯线固定到焊接夹具上，并使电连接器引脚与芯线的金属端一一相对；
s3：将焊接夹具固定到定位机构，调节焊接夹具和定位机构使激光光束聚焦至电连接器的引脚与芯线的金属端接触处，完成焊接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾志，闫明明，马淮中，
申请(专利权)人：昆山电科速联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32